特許 6270069 複数の減衰遅延を使用した干渉をキャンセルするためのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6270069

(24)【登録日】2018年1月12日

(45)【発行日】2018年1月31日

(54)【発明の名称】複数の減衰遅延を使用した干渉をキャンセルするためのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/015 20060101AFI20180122BHJP

   H04B 1/52 20150101ALI20180122BHJP

   H04B 1/56 20060101ALI20180122BHJP

   H04B 1/10 20060101ALI20180122BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/015

   H04B1/52

   H04B1/56

   H04B1/10 A

【請求項の数】26

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-516262(P2015-516262)

(86)(22)【出願日】2013年6月7日

(65)【公表番号】特表2015-524212(P2015-524212A)

(43)【公表日】2015年8月20日

(86)【国際出願番号】US2013044830

(87)【国際公開番号】WO2013185106

(87)【国際公開日】20131212

【審査請求日】2016年5月6日

(31)【優先権主張番号】61/657,567

(32)【優先日】2012年6月8日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】592116475

【氏名又は名称】ザ・ボード・オブ・トラスティーズ・オブ・ザ・リーランド・スタンフォード・ジュニア・ユニバーシティ

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】ホン、スティーブン

(72)【発明者】

【氏名】メールマン、ジェフ

(72)【発明者】

【氏名】ブハラディア、ディニッシュ

(72)【発明者】

【氏名】カッティ、サチン

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１９６９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００９／１０６５１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−０５６３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５６９１９７８（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／０１５

Ｈ０４Ｂ １／１０

Ｈ０４Ｂ １／５２

Ｈ０４Ｂ １／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

信号を受信または送信する少なくとも１つのアンテナと、
送信信号の第１サンプルを受信するキャンセル回路と
を備え、
前記キャンセル回路は、
制御ブロックと、
それぞれが遅延エレメントと前記制御ブロックに応答して減衰レベルを変化させる関連する可変減衰器とを有し、それぞれのパスが前記送信信号の前記第１サンプルを受信し、前記送信信号の前記第１サンプルの遅延重み付けバージョンを生成するＮ個のパスと
前記送信信号の前記第１サンプルのＮ個の前記遅延重み付けバージョンを結合して、自己干渉信号の第１部分を表す信号を構築する結合器と、
前記受信された信号から前記構築された信号を減算する減算器と
を有し、
Ｎは、２と等しいまたは２より大きい整数であり、
前記Ｎ個のパスのうち第１パスに配置された遅延エレメントは、前記減算器での前記送信信号の第２サンプルの到達時間より短い遅延を生成し、
前記Ｎ個のパスのうち前記第１パスに関連する第２パスに配置される遅延エレメントは、前記減算器での前記送信信号の前記第２サンプルの前記到達時間より長い遅延を生成する、無線通信デバイス。

【請求項2】

前記Ｎ個のパスは、複数の遅延パスからなるＭ個の関連する対を形成する２Ｍ個のパスを含み、
複数の遅延パスからなるそれぞれの関連する対の複数の前記遅延エレメントによって生成された複数の前記遅延は、前記送信信号の前記第２サンプルが前記減算器に到達する範囲内の窓を形成する、請求項１に記載の無線通信デバイス。

【請求項3】

Ｎは、２Ｍに等しい、請求項２に記載の無線通信デバイス。

【請求項4】

前記制御ブロックは、Ｍ個の前記窓の複数の境界に中心がある２Ｍ個のシンク関数と前記自己干渉信号の推定値の複数の交点の複数の値に従って複数の前記可変減衰器の複数の前記減衰レベルを決定する、請求項２または請求項３に記載の無線通信デバイス。

【請求項5】

前記２Ｍ個のシンク関数の少なくとも１つのサブセットのピーク値は、前記自己干渉信号の前記推定値の振幅に実質的に等しく設定される、請求項４に記載の無線通信デバイス。

【請求項6】

前記キャンセル回路は、前記送信信号に応答してサンプルされた前記送信信号を生成するすスプリッターをさらに有する、請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。

【請求項7】

前記減算器は、バランである、請求項６に記載の無線通信デバイス。

【請求項8】

前記アンテナに結合された第１ポート、前記無線通信デバイスの送信線に結合された第２ポート、および前記無線通信デバイスの受信線に結合された第３ポートを有するアイソレータをさらに備える、請求項７に記載の無線通信デバイス。

【請求項9】

前記アイソレータは、サーキュレータである、請求項８に記載の無線通信デバイス。

【請求項10】

前記減算器の出力信号をダウンコンバートする周波数ダウンコンバータと、
前記ダウンコンバートされた信号の選択されていない複数の部分を除去するフィルタと、
前記フィルタの出力信号をデジタル信号に変換するアナログデジタルコンバータと
をさらに備える、請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。

【請求項11】

前記アナログデジタルコンバータの前記出力信号から前記自己干渉信号の第２部分を除去する処理エンジンをさらに備える、請求項１０に記載の無線通信デバイス。

【請求項12】

前記処理エンジンは、複数のプログラマブルフィルタを含む、請求項１１に記載の無線通信デバイス。

【請求項13】

送信信号をアップコンバートする周波数アップコンバータと、
前記アップコンバートされた信号の選択されていない複数の部分を除去するフィルタと、
前記フィルタの出力信号をアナログ信号に変換するデジタルアナログコンバータと
をさらに備える、請求項１０から請求項１２のいずれか１つに記載の無線通信デバイス。

【請求項14】

自己干渉信号をキャンセルまたは低減させるための方法であって、
受信機で送信信号の第１サンプルを受信する段階と、
前記送信信号の前記第１サンプルのＮ個の遅延バージョンを生成する段階と、
前記Ｎ個の遅延信号を減衰して、Ｎ個の減衰遅延信号を生成する段階と、
前記Ｎ個の減衰遅延信号を結合して、自己干渉信号の第１部分を表す結合信号を生成する段階と、
前記受信された信号から前記結合信号を減算する段階と
を備え、
前記方法は、
前記送信信号の前記第１サンプルの前記Ｎ個の遅延バージョンのうちの第１遅延バージョンを形成する第１遅延を、前記送信信号の第２サンプルの到達時間より小さい値に設定する段階と、
前記送信信号の前記第１サンプルの前記Ｎ個の遅延バージョンのうちの第２遅延バージョンを形成する第２遅延を、前記送信信号の前記第２サンプルの前記到達時間より大きい値に設定する段階と
をさらに備える、方法。

【請求項15】

Ｍ個の時間窓を形成する段階と、
前記送信信号の前記第２サンプルの前記到達時間が前記Ｍ個の時間窓のそれぞれの中に収まるように前記Ｎ個の遅延を選択する段階と
をさらに備える、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

Ｎは、２Ｍに等しい、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記Ｍ個の時間窓の複数の境界に中心がある２Ｍ個のシンク関数と前記自己干渉信号の推定値との複数の交点の複数の値に従って前記Ｎ個の遅延信号を減衰させる段階をさらに備える、請求項１５または請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記自己干渉信号の前記推定値の振幅に実質的に等しい前記２Ｍ個のシンク関数の少なくとも１つのサブセットのピーク値を設定する段階をさらに備える、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

スプリッターから前記送信信号の前記第１サンプルを受信する段階をさらに備える、請求項１４から請求項１８のいずれか１つに記載の方法。

【請求項20】

前記受信された信号から前記結合信号をバランを介して減算する段階をさらに備える、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

複数の信号を受信する前記受信機によって用いられるアンテナにアイソレータの第１ポートを結合する段階と、
前記受信機に前記アイソレータの第２ポートを結合する段階と、
前記受信機で自己干渉を生じさせる送信機に、前記アイソレータの第３ポートを結合する段階と
をさらに備える、請求項２０に記載の方法。

【請求項22】

前記アイソレータは、サーキュレータである、請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

前記結合信号と前記受信された信号との間の差をダウンコンバートして、ダウンコンバートされた信号を生成する段階と、
前記ダウンコンバートされた信号の選択されていない複数の部分を除去する段階と、
除去された前記信号をデジタル信号に変換する段階と
をさらに備える、請求項１４から請求項２２のいずれか１つに記載の方法。

【請求項24】

変換された前記デジタル信号から前記自己干渉信号の第２部分を除去する段階をさらに備える、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

複数のプログラマブルフィルタを用いて変換された前記デジタル信号から前記自己干渉信号の第２部分を除去する段階をさらに備える、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

送信信号をアップコンバートする段階と、
前記アップコンバートされた信号の選択されていない複数の部分を除去する段階と、
前記除去された信号をアナログ信号に変換する段階と
をさらに備える、請求項２３から請求項２５のいずれか１つに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、「複数のタップフィードフォワードキャンセル」という発明の名称で、２０１２年６月８日に出願された米国仮特許出願６１／６５７，５６７、および「全二重信号整形のためのシステムおよび方法」という発明の名称で、２０１３年２月７日に出願された一部継続の米国特許出願１３／７６２，０４３を優先権主張し、「アルゴリズムおよびＲＦ回路による任意のスペクトルフラグメントを介した全二重通信の実現」という発明の名称で、２０１２年２月８日に出願された米国仮特許出願６１／５９６，６２８を優先権主張し、これらの全体の内容が全て参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、無線通信システムに関し、より具体的には、全二重通信システムでの自己干渉のキャンセルまたは低減に関する。

【背景技術】

【0003】

半二重モードで動作する無線通信システムは、同一の周波数を用いて、データを送信または受信のどちらかが可能である。全二重モードで動作する場合、無線通信システムは、データを同時に送信および受信できるが、データの同時の送信および受信は、異なる周波数で生じうる。例えば、全二重方式の携帯電話は、複数の信号の送信に第１周波数、受信に第２周波数を使用する。従来の無線システムにおいて同時送受信に同一周波数を使用することで、受信機で著しい量の自己干渉をもたらし、それにより、無線システムが所望の信号を受信することに無力な状態になる。全二重無線通信システムで自己干渉信号を低減することには、課題が残されている。

【発明の概要】

【0004】

本発明の一実施形態において、無線通信デバイスは、一部分において、信号を受信または送信する少なくとも１つのアンテナと、自己干渉信号をキャンセルまたは低減するよう適合されたキャンセル回路とを含む。キャンセル回路は、一部分において、制御ブロック、Ｎ個の遅延減衰パス、結合器、および減算器を含む。それぞれのパスは、遅延エレメントと、制御ブロックに応答して減衰レベルを変化させる関連する可変減衰器とを含む。それぞれのパスは、送信信号のサンプルを受信し、サンプル信号の遅延重み付けバージョンを生成する。結合器は、サンプル信号のＮ個の遅延重み付けバージョンを結合して、自己干渉信号の第１部分を表す信号を構築する適合される。減算器は、構築された信号を受信された信号から減算するよう適合されている。Ｎは、２と等しいか、または２より大きい整数である。

【0005】

１つの実施形態において、複数の遅延エレメントの少なくとも１つで生成される遅延は、減算器で受信される送信信号のサンプルの到達時間より短い。また、複数の遅延エレメントの少なくとも別の１つによって生成された遅延は、減算器での送信信号のサンプルの到達時間より長い。１つの実施形態において、Ｎ個のパスは、複数の遅延パスからなるＭ個の関連する対を形成する２Ｍ個のパスを含む。
複数の遅延パスからなるそれぞれ関連する対の複数の遅延エレメントによって生成される複数の遅延は、送信信号の第２サンプルが減算器に到達する時間の範囲内の時間窓を形成する。

【0006】

１つの実施形態において、Ｎは、２Ｍに等しく、したがって、偶数である。別の実施形態において、Ｎは、奇数であり、したがって、２Ｍ個のパスは、Ｎ個のパスのサブセットを形成する。１つの実施形態において、コントローラは、Ｍ個の窓の境界に中心がある２Ｍ個のシンク関数と自己干渉信号の推定値との複数の交点の複数の値に従って、可変減衰器の減衰レベルを決定する。１つの実施形態において、２Ｍ個のシンク関数の少なくとも１つのサブセットのピーク値は、自己干渉信号の推定値の振幅に実質的に等しくなるように選択される。

【0007】

１つの実施形態において、キャンセル回路は、一部分において、複数の遅延パスに対する送信信号のサンプルを生成するよう適合されたスプリッターをさらに含む。１つの実施形態において、減算器は、バランである。１つの実施形態において、無線通信デバイスは、アンテナに結合された第１ポート、無線通信デバイスの送信線に結合された第２ポート、および無線通信デバイスの受信線に結合された第３ポートを有するアイソレータをさらに含む。１つの実施形態において、アイソレータは、サーキュレータである。

【0008】

１つの実施形態において、無線通信デバイスは、一部分において、減算器の出力信号をダウンコンバートするよう構成された周波数ダウンコンバータと、ダウンコンバートされた信号の選択されていない複数の部分を除去するよう適合されたフィルタと、フィルタの出力信号をデジタル信号に変換するよう適合されたアナログデジタルコンバータとをさらに含む。１つの実施形態において、無線通信デバイスは、一部分において、アナログデジタルコンバータの出力信号から自己干渉信号の第２部分を除去するよう構成された処理エンジンをさらに含む。処理エンジンは、複数のプログラマブルフィルタを任意に含む。１つの実施形態において、無線通信デバイスは、一部分において、送信信号をアップコンバートするよう構成された周波数アップコンバータと、アップコンバートされた信号の選択されていない複数の部分を除去するよう適合されたフィルタと、フィルタの出力信号をアナログ信号に変換するよう適合されたデジタルアナログコンバータとをさらに含む。

【0009】

本発明の１つの実施形態において、自己干渉信号をキャンセルまたは低減させるための方法は、一部分において、受信機で送信信号の第１サンプルを受信する段階と、送信信号の第１サンプルのＮ個の遅延バージョンを生成する段階と、Ｎ個の遅延信号を減衰して、Ｎ個の減衰遅延信号を生成する段階と、Ｎ個の減衰遅延信号を結合して、自己干渉信号の第１部分を表す結合信号を生成する段階と、受信された信号から結合信号を減算する段階とを含む。

【0010】

１つの実施形態において、送信信号の第１サンプルのＮ個の遅延バージョンのうちの第１遅延バージョンに関連する遅延は、送信信号の第２サンプルの到達時間より小さい値に設定される。また、送信信号の第１サンプルのＮ個の遅延バージョンのうちの第２遅延バージョンに関連する遅延は、送信信号の第２サンプルの到達時間より小さい値に設定される。

【0011】

１つの実施形態において、キャンセルのための方法は、一部分において、Ｎ個の遅延パスからＭ個の時間窓を形成する段階と、送信信号の第２サンプルの到達時間がＭ個の時間窓のそれぞれの中に収まるように複数の遅延を選択する段階とさらに含む。１つの実施形態において、Ｎは、２Ｍに等しく、したがって偶数である。別の実施形態において、Ｎは、奇数であり、したがって、２Ｍ個のパスは、Ｎ個のパスのサブセットを形成する。１つの実施形態において、コントローラは、Ｍ個の窓の複数の境界に中心がある２Ｍ個のシンク関数と自己干渉信号の推定値の複数の交点の複数の値に従って複数の減衰レベルが決定されることを特定する。１つの実施形態において、自己干渉信号の推定値の振幅に実質的に等しくなるように、２Ｍ個のシンク関数の少なくとも１つのサブセットのピーク値が選択される。１つの実施形態において、送信信号の第１サンプルは、スプリッターを介して受信される。１つの実施形態において、結合信号は、バランを介して、受信された信号から減算される。

【0012】

１つの実施形態において、キャンセルのための方法は、一部分において、複数の信号を受信する受信機によって用いられるアンテナにアイソレータの第１ポートを結合する段階と、受信機にアイソレータの第２ポートを結合する段階と、受信機で自己干渉を生じさせる送信機に、アイソレータの第３ポートを結合する段階とをさらに含む。１つの実施形態において、アイソレータは、サーキュレータである。

【0013】

１つの実施形態において、キャンセルのための方法は、一部分において、結合信号と受信された信号との間の差をダウンコンバートして、ダウンコンバートされた信号を生成する段階と、ダウンコンバートされた信号の選択されていない複数の部分を除去する段階と、除去された信号をデジタル信号に変換する段階とをさらに含む。１つの実施形態において、キャンセルのための方法は、一部分において、変換されたデジタル信号から自己干渉信号の第２部分を除去することをさらに含む。

【0014】

１つの実施形態において、キャンセルのための方法は、一部分において、複数のプログラマブルフィルタを使用して変換されたデジタル信号から自己干渉信号の第２部分を除去する段階をさらに含む。１つの実施形態において、キャンセルのための方法は、一部分において、送信信号をアップコンバートする段階と、アップコンバートされた信号の選択されていない複数の部分を除去する段階と、除去された信号をアナログ信号に変換する段階とをさらに含む。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の１つの実施形態における全二重無線通信システムの簡略化したブロック図である。

【0016】

【図2】本発明の別の実施形態において全二重無線通信システムの簡略化したブロック図である。

【0017】

【図3】本発明の１つの実施形態における図１および図２の全二重無線通信システムで配置される減衰遅延回路の簡略したブロック図である。

【0018】

【図4】本発明の１つの実施形態における図３の減衰遅延回路の関連するパスの異なる対の複数の遅延によってそれぞれ規定される第１窓および第２窓を示す図である。

【0019】

【図5】本発明の１つの実施形態における図４の第１窓の複数の境界に中心がある一対のシンク関数と自己干渉信号との間の交点を示す図である。

【0020】

【図6】本発明の１つの実施形態における図５に示す第１窓を規定する複数のパスにおいて移動する信号の対に適用される複数の減衰のレベルを示す図である。

【0021】

【図7】本発明の１つの実施形態における図４の第２窓の境界に中心がある一対のシンク関数と自己干渉信号との間の交点を示す図である。

【0022】

【図8】本発明の１つの実施形態における図５に示す第１窓および第２窓を規定する複数のパスで移動する２つの対の信号に適用される複数の減衰レベルを示す図である。

【0023】

【図9】本発明の１つの実施形態における遅延／減衰パスの数とキャンセルの量との間の関係を示す例示的なプロットを示す図である。

【0024】

【図10】本発明の１つの実施形態における自己干渉信号をキャンセルまたは低減するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１は、本発明の１つの実施形態における全二重無線通信デバイス１００の簡略化したブロック図である。無線通信デバイス１００は、携帯電話、基地局、アクセスポイントなどでよく、ダウンリンクを介してデータ／信号を送信し、アップリンクを介してデータ／信号を受信するよう構成される。 無線通信デバイス（本明細書では、代替的に、デバイスとして参照される）１００は、一部分において、送信パス１５０に配置された、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）１２４、フィルタ１２０、周波数アップコンバータ１１６、および送信アンテナ１０６を含むように示されている。デバイス１００は、一部分において、受信パス１４０に配置された、受信アンテナ１１０、周波数ダウンコンバータ１１８、フィルタ１２２、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）１２６を含むようにさらに示されている。デバイス１００は、また、処理エンジン１０４、および自己キャンセル回路１０２を含むように示されている。処理エンジン１０４は、さらに以下に説明するように、様々な動作を制御／処理するよう構成される。自己キャンセル回路１０２は、パワースプリッター１０８、減衰遅延回路１１２、およびバラン１１４を含むように、順に示されている。デバイス１００は、ＷｉＦｉ（商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）エッジ無線アクセスネットワーク（ＧＥＲＡＮ）、ユニバーサル地上波無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）、次世代ユニバーサル地上波無線アクセスネットワーク（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）等のような１または複数の通信規格に準拠して対応および動作してよい。

【0026】

図のように、受信された無線周波数（ＲＦ）信号は、周波数ダウンコンバータ１１８で、ベースバンド信号に変換され、ベースバンド信号は、フィルタ１２２で除去され、ＡＤＣ１２６でデジタル信号に変換される。処理エンジン１０４は、ＡＤＣ１２６から受信する信号に関してベースバンド信号処理およびフィルタリング動作を実行し、同一または他の複数の通信レイヤに関連する複数のデバイスにその出力信号を配送する。同様に、処理エンジン１０４によって供給される送信信号は、スプリッター１０８によりアンテナ１０６に供給される前に、ＤＡＣ１２４によりアナログ信号に変換され、フィルタ１２０によりフィルタリングされ、周波数アップコンバータ１１６によりＲＦ信号にアップコンバートされる。

【0027】

パワースプリッター１０８は、送信信号を分割して、高出力ポートを介して送信アンテナ１０６に送信信号の第１部分を供給し、低出力ポートを介して減衰遅延回路１２０に送信信号の第２部分を供給するよう適合される。パワースプリッター１０８は、例えば、パワースプリッター１０８が受信する−８ｄＢｃの信号パワーで、減衰遅延回路１２０に供給するよう適合された受動的なコンポーネントでよい。減衰遅延回路１２０は、減衰遅延回路１２０が受信する送信信号の多数の重み付け遅延サンプル（バージョン）を生成するよう適合され、これらの信号を結合してアンテナ１１０によって受信される自己干渉信号を表す信号をバラン１１４に供給する。バラン１１４は、バラン１１４が減衰遅延回路１２０から受信する信号を、アンテナ１１０からバラン１１４が受信する信号から減算し、結果として得られる信号を周波数ダウンコンバータ１１８に供給するよう適合される。その結果、バラン１１４により周波数アップコンバータ１１８に供給される信号の自己干渉成分は、キャンセルされ、または実質的に低減される。１つの実施形態において、自己キャンセル回路１０２は、例えば２０−２５ｄＢの自己干渉信号をキャンセルできる。自己キャンセル回路１０２は、ＡＤＣ１２６のダイナミックレンジを調整し、ＡＤＣ１２６が飽和しないことを確保するために、自己キャンセルの量を調整するようさらに適合される。

【0028】

処理エンジン１０４は、他の複数の機能と共同で、複数の信号ストリームを再サンプリングするよう構成される。処理エンジン１０４で受信されるデジタルベースバンドストリーム１３６は、処理エンジン１０４に配置されたアップサンプラ―により（例えば、４０Ｍサンプル／秒から２００Ｍサンプル／秒に）アップサンプルされてよい。処理エンジン１０４は、アップサンプルされたストリームをローパスフィルタして、アップサンプルされたストリームの望ましくないエイリアスを除去するようさらに構成される。処理エンジン１０４は、一部分において、多数のフィルタ１３０、中間周波数（ＩＦ）コンバータ１３２、およびアプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）１３４を含むようにさらに示されている。複数のフィルタ１３０は、プログラマブルでよく、１または複数の有限インパルス応答（ＦＩＲ）、１または複数の無限インパルス応答（ＩＩＲ）などを含んでよい。１つの実施形態において、処理エンジン１０４に配置される１または複数のプログラマブルデジタルフィルタは、自己キャンセル回路１０２の出力に存在している可能性がある残りの自己干渉信号を除去する。中間周波数コンバータ１３２は、必要な場合、入ってくるデジタルベースバンド１３６をデジタル中間周波数（ＩＦ）に変換するよう構成される。

【0029】

ＡＰＩ１３４は、プログラムされ、１または複数のフィルタ１３０に相互接続され、所望の結果を得られるようにＩＦコンバータ１３２をプログラムし、アップ／ダウンサンプラおよびアップ／ダウンコンバータを構成するよう適合される。ＡＰＩ１３４は、フィルタ１３０およびＩＦコンバータ１３２に配置された様々なコンポーネントを横断する信号ストリームのフローを調整し、入ってくる信号ストリーム１３６を収集し、それらを追加し、結果として得られるストリームをＤＡＣ１２４に送信するようさらに適合される。処理エンジン１０４が受信パスから受信する信号に対して、ＡＰＩ１３４は、上述の信号処理／制御動作を逆に実行する。

【0030】

図２は、本発明の別の実施形態における全二重無線通信デバイス（本明細書では、代替的にデバイスとして参照される）２００の簡略したブロック図である。デバイス２００は、デバイス２００が、信号の送信および受信の両方のために単一のアンテナ１１５を有することを除いて、デバイス１００と同様である。デバイス２００は、複数のポート間のアイソレーションを提供するサーキュレータ１０５を含む。サーキュレータ１０５は、アンテナ１１５への送信信号およびアンテナ１１５からの受信信号を同時に供給するよう構成される。送信信号は、送信信号パワーの比較的大きな部分（例えば、８５％）を送信アンテナ１１５に供給し、送信信号の比較的小さい部分を減衰遅延回路１０２に供給するパワースプリッター１０８を介して通過される。例示的な実施形態において、サーキュレータ１０５は、送信パスおよび受信パスの間におおよそ１５ｄＢのアイソレーションを提供し、それにより、受信ポートの自己干渉をおおよそ１５ｄＢ低減させる。

【0031】

図３は、図１および図２に示すように、送信フロントエンドブロック２５０および受信フロントエンドブロック２６０と通信する、例示的な減衰遅延回路１２０の簡略化したブロック図である。アンテナ２５５は、アイソレータ２８５を介して受信フロントエンド２６０および送信フロントエンド２５０の両方に結合される。上述のように、送信信号Ｔｘの一部は、リークし、自己干渉信号の形態で受信信号ＲＸに存在する。減衰遅延回路１２０は、自己干渉信号を表す信号ＲＸ＿ＲＣを生成するよう適合される。自己干渉信号ＲＸ＿ＲＣは、減算器１１４により受信信号ＲＸから減算され、その出力信号は、図１および図２を参照して上述したように、さらなる処理をするために、ＲＦフロントエンドブロック２６０に供給される。

【0032】

図のように、減衰遅延回路１２０は、スプリッター１０８を介して送信信号ＴＸのサンプルＴＸ＿ＳＭＰを受信する。減衰遅延回路１２０は、多数のパス２９０_１、２９０_２...２９０_Ｎ−１、２９０_Ｎを含むように示されている。ここで、Ｎは、２より大きいまたは２と等しい整数である。それぞれのパスは、遅延エレメント２７０_ｉおよび可変減衰器２７５_ｉを含むように示されている。ここで、ｉは、１からＮまで変動するインデックスである。遅延エレメント２９０_ｉは、固定された、または可変の遅延を生成してよい。それぞれの可変減衰器２７０_ｉの減衰レベルは、コントローラ２８０によって実装される予め定められたアルゴリズムに従って変更されてよい。それぞれの遅延エレメント２７０_ｉは、信号ＴＸ＿ＳＭＰの遅延バージョンである信号Ａ_ｉを生成するよう適合される。それぞれの可変減衰器２７５_ｉは、減衰（重み付け）信号Ｂ_ｉを生成するために、コントローラ２８０により可変減衰器２７５_ｉに適用される制御信号Ｃ_ｉに従って、可変減衰器２７５_ｉが受信する信号Ａ_ｉの振幅を減衰するよう適合される。したがって、複数の信号Ｂ_ｉは、異なる遅延重み付けバージョンの信号ＴＸ＿ＳＭＰである。結合器２９５は、複数の信号Ｂ_ｉを結合して、送信信号の自己干渉成分を表す信号ＲＸ＿ＲＣを生成する。１つの実施形態において、結合器２９５は、複数の信号Ｂ_ｉを加算して信号ＲＸ＿ＲＣを生成する加算器である。他の実施形態において、結合器２９５は複数の信号Ｂ_ｉに関して他のアルゴリズム、またはロジック機能を実行して、信号ＲＸ＿ＲＣを生成してよい。

【0033】

上述の通り、減衰遅延回路１２０は、複数のパス（代替的に、複数のタップとして本明細書で参照される）２９０_ｉ上に存在する複数の信号値から自己干渉信号を再構築するよう作動している。複数のタップ上に存在する自己干渉信号および複数の時間遅延重み付け信号Ｂ_ｉの両方が、同一の送信信号のサンプルなので、自己干渉信号の再構築は、帯域制限補間と同様である。さらに、タップの有限数は、再利用可能であるのみなので、窓補間は、自己干渉信号を表す信号ＲＸ＿ＲＣを再構築するのに用いられてよい。したがって、本発明の１つの実施形態において、自己干渉信号を表す信号は、同一のサンプリングされた送信信号ＴＸ＿ＳＭＰの遅延重み付けバージョンである複数の信号Ｂ_ｉから生成される。

【0034】

１つの例示的な実施形態において、自己干渉信号を表す信号を生成するために、関連するパス（タップ）２９０_ｉのそれぞれの対で生成される遅延は、減算器１１４で自己干渉信号の到達時間が、これら２つの遅延の間の差の範囲内に収まるように（本明細書では、遅延窓とも参照される）選択される。したがって、関連する複数のタップ２９０_ｉからなるそれぞれの対における第１タップによって生成される遅延は、減算器１１４での自己干渉信号の到達時間（本明細書では、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}として参照される）より小さく、関連する複数のタップ２９０_ｉからなるそれぞれの対における第２タップによって生成される遅延は、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より大きい。１つの実施形態において、中央の２つのタップ、すなわち、タップ２９０_１，２９０_２は、例えば、遅延エレメント２７０_１によって生成された遅延ＴＬ_１がＴ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より小さく、かつ遅延エレメント２７０_２によって生成された遅延ＴＨ_１がＴ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より大きくなるように、関連する複数のタップからなる第１対を形成する。したがって、ＴＬ_１およびＴＨ_１は、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}に最も近いような遅延になるように選択される。中央のタップに最も近い次の２つのタップ、すなわち、タップ２９０_３，２９０_４は、例えば、遅延エレメント２７０_３によって生成される遅延ＴＬ_２がＴ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より小さく、かつ遅延エレメント２７０_４によって生成された遅延ＴＨ_２がＴ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より大きくなるように、関連する複数のタップからなる第２対を形成する。ＴＬ_２は、ＴＬ_１より短く、ＴＨ_２はＴＨ_１より長い。したがって、ＴＬ_２およびＴＨ_２は、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}に２番目に最も近いような遅延になるように選択される。関連する複数のタップからなる残りの複数の対の遅延は、同様に選択される。したがって、本明細書では、説明しない。他の実施形態において、関連するタップは、異なるように設けられ、選択されてもよいことは理解される。例えば、別の実施形態において、タップ２９０_１および２９０_４は、関連するタップとして選択され、遅延窓を形成するのに用いられてよい。

【0035】

以下の説明では、上述したように、中央のタップ２９０_１，２９０_２が、関連する複数のタップからなる第１対を形成し、次の２つのタップ２９０_３，２９０_４が関連する複数のタップからなる第２対を形成し、次の２つのタップ２９０_５，２９０_６が関連する複数のタップからなる第３対を形成し、...．および最後の２つのタップ２９０_Ｎ−１，２９０_Ｎが関連する複数のタップからなる最後のタップを形成することとして、参照される。さらに、以下において、関連する複数のタップからなる、すなわち、関連する複数のタップ２９０_１／２９０_２および関連する複数のタップ２９０_３／２９０_４からなる２つの対のみに関連する遅延補間について説明する。しかしながら、同様な動作が、減衰遅延回路１２０に配置されたタップの番号に関係なく全ての他のタップについて実行できることは理解される。

【0036】

図４に示すように、ＴＬ_１は、信号Ｂ_１が生成される（遅延交差減衰器２７５ｉが、遅延交差遅延エレメント２７０ｉに無視できるほどに関連していると想定される）間の時間を表し、ＴＨ_１は、信号Ｂ_２が生成される間の時間を表し、ＴＬ_２は、信号Ｂ_３が生成される時間を表し、ＴＨ_２は、信号Ｂ_４が生成される間の時間を表す。このように、時間遅延ＴＨ_１およびＴＬ_１は、（遅延エレメント２７０_１および２７０_２を使用して、）Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}がＴＨ_１−ＴＬ_１の差によって規定される窓Ｗ_１の中に収まるように選択される。同様に、時間遅延ＴＨ_２およびＴＬ_２は、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}がＴＨ_２−ＴＬ_２の差によって規定される窓Ｗ_２の中に収まるように選択される。したがって、上述および図４に示すように、窓を規定する関連する複数のタップからなるそれぞれのタップについて、複数の遅延パスの１つによって生成される遅延量は、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より長く、かつ複数の遅延パスの他の１つによって生成される遅延量は、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より短い。例えば、窓Ｗ_１に関して、ＴＨ_１がＴ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より大きく、ＴＬ_２は、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}より小さい。上述の説明は、パス２９０_１，２９０_２，２９０_３および２９０_４に関してなされているものであるが、すべてのタップ遅延が、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}が関連するパスからなる任意の対によって規定される窓のいずれの範囲にも収まるように選択されることは理解される。減衰遅延パス１２０が、奇数のパス（すなわち、Ｎが奇数である）を含む場合、遅延パスの（Ｎ−１）が、上述の通り、関連する対を形成するのに用いられる。最後の残りの遅延パス（Ｎ番目のパス）に関連する遅延Ｔ_Ｎは、Ｔ_{ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ}がＴ_Ｎからの時間内に収まるように選択される。

【0037】

それぞれの減衰器２７５_ｉについての減衰レベルを決定するために、本発明の１つの例示的な実施形態によれば、シンク関数が用いられる。しかしながら、任意の他の補間スキームも用いられてよいことは理解される。これを達成するために、それぞれの窓について、シンク関数のペアの交点（窓境界の１つに中心があるそれぞれ、および自己干渉信号の推定値のピーク値に実質的に等しいピーク値を有するそれぞれ）および干渉信号の推定値が、Ｓｅｌｆ＿ｉｎｔとして示されるように、決定される。例えば、図５に示すように、ＴＬ_１に中心があるシンク関数５０２が、矢印５１０で、自己干渉信号Ｓｅｌｆ＿ｉｎｔの推定値を交差するものとして示され、ＴＨ_１に中心があるシンク関数５０４が、矢印５２０で、信号Ｓｅｌｆ＿ｉｎｔを交差するものとして示されている。矢印５１０および５２０の高さは、減衰器２７５_１および２７５_２のそれぞれに適用される減衰レベルを規定する。図６は、減衰器２７５_１および２７５_２のそれぞれに対して決定され適用されるような減衰レベル５１０および５２０を示す。

【0038】

自己干渉信号の振幅および遅延は、予め知られているものではないので、上述の通り、自己干渉信号の遅延および振幅の両方の推定値（信号Ｓｅｌｆ＿ｉｎｔ）が、補間のために制御ブロック２８０によって最初に用いられる。さらに以下で説明するように、初期の複数の推定値は、減衰器２７５_ｉの減衰レベルを決定するために用いられ、これにより、信号ＲＸ＿ＲＣを生成するために実質的に結合される複数の信号Ｂ_ｉを続いて生成する。その結果、受信機での自己干渉の量は、１または複数の条件が満たされるかどうかを決定するために、測定される。そのような条件の１つは、自己干渉の量が最小閾値レベルを下回っているかどうかを決定することでよい。それらの条件を満たさない場合、反復最適化アルゴリズムが、制御ブロック２８０によって実行され、自己干渉信号の遅延または振幅のどちらか、または遅延および振幅の両方に対して、新しい推定値に達する。新しい推定値は、さらに以下に説明するように、減衰器に対する新しい減衰レベルを生成するために続いて用いられ、順に、修正された自己干渉信号と同様に修正された複数の信号Ｂｉの生成をもたらす。受信機でキャンセルまたは低減される自己干渉信号のレベルの測定、そのような測定に基づく自己干渉信号の新しい推定値への到達、予め規定された条件までの継続に応じた減衰器の減衰レベルの変更の処理が、満たされる。

【0039】

図７は、自己干渉信号とともに、窓境界ＴＬ_２およびＴＨ_２に位置付けられる複数のシンク関数の交点を示す。図に示すように、ＴＬ_２に中心があるシンク関数５０６は、矢印５３０で自己干渉信号に交差するものとして示され、ＴＨ_２に中心があるシンク関数５０８は、矢印５４０で自己干渉信号に交差するものとして示されている。矢印５３０および５４０の高さは、減衰器２７５_３および２７５_４のそれぞれに適用される減衰レベルを規定する。図８は、減衰器２７５_１，２７５_２，２７５_３，２７５_４のそれぞれに対して決定され適用されるような減衰レベル５１０，５２０，５３０，５４０を示す。図７および図８に示すように、減衰器２７５_１，２７５_２に適用される複数の減衰レベルは、複数の正の値を有する（正の極性を有する）のに対して、減衰器２７５_３，２７５_４に適用される複数の減衰レベルは、複数の負の値を有し、したがって、負の極性を有する。残りの複数のタップの複数の減衰レベルは、同様に決定されることは理解される。さらに、サンプリングされた信号を再構築するためのサンプリング理論のアプリケーションに関する詳細は、Ｒｏｎａｌｄ Ｅ Ｃｒｏｃｈｉｅｒｅ、および Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｒ Ｒａｂｉｎｅｒによる「マルチレートデジタル信号処理」（プレンティス−ホール処理シリーズ、１９８３）で提供され、これらの内容は、全体において参照により本明細書に組み込まれる。

【0040】

結合器２９５は、信号Ｂ_１、Ｂ_２...Ｂ_Ｎを結合することに適合され、これにより、自己干渉信号を表す信号ＲＸ＿ＲＣを生成する。自己干渉信号の遅延は変化し、窓内の位置は、移動するので、自己干渉信号と複数のシンク関数との複数の交点は変化する。これにより、複数の減衰レベルの変化をもたらし、同様に、自己干渉信号を表す再構築された信号も変化して、自己干渉信号を追従する。

【0041】

タップの数が増えるほど、自己干渉の量は大きくなる。図９は、タップの数に応じた自己干渉キャンセルの量の例示的なプロット９００である。図に示すように、２つのタップおよび１０のタップのそれぞれに対する自己干渉キャンセルの量が、おおよそ−３０ｄＢおよび−７５ｄＢであるとして示されている。言い換えれば、タップの数が増加することによって、より広い帯域幅の自己干渉キャンセルに至る。

【0042】

図１０は、本発明の１つの実施形態における、通信デバイスの受信機での自己干渉信号のキャンセルまたは低減のためのフローチャート１０００を示す。これを達成するために、送信信号が、サンプリングされる（１０１０）。その後、サンプリングされた送信信号の多数の遅延バージョンが生成される（１０２０）。サンプリングされた送信信号の遅延バージョンは、減衰され（１０３０）、多数の重み付け遅延信号を生成する。その後、多数の重み付け遅延信号は、結合され（１０４０）、自己干渉信号を表す信号を再構築する。続いて、再構築された信号は、受信信号から実質的に減算され、受信機で自己干渉信号をキャンセルまたは低減する。

【0043】

本発明の上記の実施形態は、例示であり、限定されない。本発明の実施形態は、通信デバイスで用いられる送信機および受信機により限定されない。本発明の実施形態は、自己干渉信号の再構築に用いられるタップの数によって限定されず、信号送信／受信の周波数によって限定されない。本発明の実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはこれらの組み合わせによって実装されてよい。１または複数の実施形態は、１または複数のプロセッサにより実行される非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体に格納された複数の命令を含んでよい。他に加えて、減法または修正は、本開示を考慮して明らかであり、添付の特許請求の範囲内に収まるよう意図される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】